EMI シールドルームが設置されている場合、完成した壁やドアを見ても、その部屋が実際に必要な電磁絶縁を提供しているかどうかはわかりません。
その性能を確認する唯一の実際的な方法は、完成したエンクロージャのシールド効果を測定することです。
これは、EMC 研究所、電子機器試験施設、高電圧試験環境では特に重要です。{0}通常、シールド要件は特定の周波数範囲にわたって定義されるため、ある周波数で良好なパフォーマンスを発揮する部屋が、全範囲にわたって同様に良好なパフォーマンスを発揮すると自動的に仮定することはできません。
したがって、エンジニアリングプロジェクトでは、シールド効果テストは単なる最終手続きではありません。これは、完成したシールド システムが設計要件を満たしているかどうかを検証するために使用されるプロセスです。
シールド効果とは何を意味しますか?
シールド効果は、エンクロージャがシールド構造の一方の側からもう一方の側に伝わる電磁場をどの程度低減するかを表します。
通常はデシベル、つまり dB で表されます。
基本的な関係は次のように表すことができます。
SE(dB)=20 log₁₀(E₁/E₂)
ここで、E1 は遮蔽バリアなしで測定された電磁界強度を表し、E2 は遮蔽バリアが設置されている状態で測定された電磁界強度を表します。
たとえば、電界強度が 100 分の 1 に減少すると、対応する減衰は 40 dB になります。
実際のシールドルームのテストでは、測定のセットアップは単に部屋の内外にメーターを設置するよりも複雑です。{0}テスト方法、周波数範囲、アンテナ構成、信号源の位置、測定場所はすべて結果に影響します。
そのため、シールド効果は非公式の比較ではなく、確立された試験手順に従って測定する必要があります。
周波数範囲が重要なのはなぜですか?
シールド ルームには、すべての周波数に適用される単一のシールド効果値があるわけではありません。
電磁シールドは周波数に依存します。-
電磁場とシールド構造の間の相互作用は周波数によって変化するため、同じ部屋でも周波数が異なると減衰が異なる場合があります。
このため、プロジェクト仕様では、テストする必要がある周波数範囲を定義する必要があります。
機器とテスト方法が比較的広い周波数範囲をカバーする可能性があるため、これは EMC 施設にとって特に重要です。
メーカーが、関連する周波数範囲やテスト条件を特定せずに、単に部屋が「高いシールド効果」を提供すると述べた場合、その情報は技術的な比較には不十分です。
テストは通常どのように行われますか?
一般的な概念は、シールド エンクロージャの外側に既知の電磁場を生成し、対応するテスト位置で電磁場レベルを測定することです。
次に、信号源と受信装置の間に遮蔽室を設けて測定を繰り返します。
基準測定値とシールドエンクロージャを通して得られた測定値の差は、シールドシステムによってもたらされる減衰を表します。
実際のテストでは、複数の周波数と位置で測定が実行される場合があります。
正確な配置は、適用可能な試験方法と評価されるシールド施設の種類によって異なります。
目的は単に印象的な数字を取得することではありません。目的は、完成した部屋が指定されたテスト範囲全体にわたって必要なシールド性能を維持しているかどうかを判断することです。
どのような機器が使用されていますか?
一般的なシールド効果テストのセットアップには、信号源または送信システム、送受信アンテナ、スペクトラム アナライザまたは適切な測定受信機、ケーブル、および関連する測定機器が含まれます。
機器の構成は、周波数範囲と適用可能なテスト手順によって異なります。
送信アンテナは電磁場を生成し、受信システムは場の強度を測定します。
基準レベルは、シールドエンクロージャが測定経路に導入される前に確立されます。その後、シールドルームを設置した状態でテストが繰り返されます。
2 つの測定値の差は、シールド効果を計算するための基礎となります。
測定機器自体も、テストする周波数範囲に適切である必要があります。ある周波数範囲向けに設計されたテスト システムが、別の周波数範囲でも信頼できる結果が得られると単純に想定すべきではありません。
部屋は完全なシステムとしてテストされています
重要な点の 1 つは、テストでは壁に使用されている鋼鉄やその他の導電性材料だけでなく、完成したシールド ルームを評価することです。
この区別が重要です。
シールド ルームの壁材は優れていても、ドア、接合部、ケーブル インターフェイス、または換気開口部に問題があるため、全体的な結果が不十分になる場合があります。
テスト中、これらのコンポーネントはすべて、実質的に同じ電磁エンクロージャの一部となります。
このため、遮蔽効果テストでは、部屋を目視検査するだけでは特定できない問題を明らかにすることができます。
シールドドアには特に注意が必要です
多くの場合、シールド ドアは最も重要なチェック領域の 1 つです。
閉じたシールド ドアは、周囲のフレームとの電気的連続性を維持する必要があります。接触面に損傷、汚れ、位置ずれ、接触不良があると、電磁漏洩が発生する可能性があります。
大型のスライド式シールド ドアは、そのサイズと機械的な動作により、さらに注意が必要になる場合があります。
気密シールド引き戸は、用途に応じて、電磁シールド要件とシール要件の両方を満たす必要がある場合もあります。
したがって、シールドルームが特定の周波数でのテストに不合格となった場合、ドアも調査対象エリアの 1 つとして含める必要があります。
ケーブルの差し込み口がテスト結果に影響を与える可能性がある
同じ原則が電源インターフェイスと信号インターフェイスにも当てはまります。
シールド ルームはケーブルなしでは機能しませんが、シールドの境界を横切るすべてのケーブルは電磁干渉の潜在的な経路を作成します。
フィルタまたはケーブル エントリ システムが適切に設置されていない場合、メイン エンクロージャが正しく構築されている場合でも、部屋が期待されるシールド性能を達成できない可能性があります。{0}
したがって、トラブルシューティングの際、エンジニアは問題が壁パネルにあるに違いないと仮定するのではなく、ケーブル インターフェイスを調査する必要があります。
これは、大量の試験機器と測定ケーブルが設置されている EMC 試験室にとって特に重要です。
換気口も考慮する必要がある
換気も必要な浸透です。
通常の換気開口部では、シールド エンクロージャを通る直接的な電磁経路が作成されます。したがって、シールドされた換気構造は、必要な電磁減衰を維持しながら空気の流れを可能にするように設計されています。
換気システムが正しく取り付けられていなかったり、破損していたり、指定された周波数範囲に適していない場合は、全体のテスト結果に影響を与える可能性があります。
このため、シールド効果は常に完成した動作構成の部屋で評価する必要があります。
シールドルームがテストに合格しなかった場合はどうなりますか?
テストに不合格でも、必ずしもシールド構造全体を再構築する必要があるというわけではありません。
通常、最初のステップは、電磁漏洩が発生している場所を特定することです。
エンジニアは、シールドドア、パネル接合部、床と天井の接続、ケーブル貫通部、フィルター、換気構造、その他のインターフェースをチェックすることがあります。
問題が発生する頻度からも有益な情報が得られる場合があります。
たとえば、部屋がほとんどのテスト範囲で良好に機能しているものの、特定の周波数領域で減衰が大幅に減少している場合、エンジニアは特定の開口部、インターフェース、またはコンポーネントが結果に影響を与えているかどうかを調査できます。
これが、部屋を 1 点だけでチェックするよりも、さまざまな周波数にわたってテストする方がはるかに有益である理由の 1 つです。
設置品質が測定に影響する理由
シールド ルームは紙の上では正しく設計されていても、設置後に期待した結果が得られない場合があります。
理由は簡単です。シールド効果は完成した構造に依存するからです。
パネル接続、溶接継ぎ目、ドアの位置合わせ、接触面、フィルター、ケーブル インターフェースはすべて正しく取り付けられている必要があります。
モジュール式シールドルームの場合、パネル間の接続には特に注意が必要です。
溶接シールドルームの場合、溶接構造の連続性と品質が重要になります。
機械的な位置合わせはドアとそのフレームの間の接触に直接影響するため、大型のシールド ドアも正確な取り付けが必要です。
したがって、最終的な測定により、設計と実装の品質の両方に関する情報が得られます。
テスト結果はどのように評価されるべきですか?
測定結果は、プロジェクトに定義されたシールド効果要件と比較する必要があります。
似たものと似たものを比較することが重要です。
結果を確認する際には、周波数範囲、テスト方法、測定構成、および必要な減衰をすべて考慮する必要があります。
対応する周波数とテスト条件がなければ、単一の dB 値だけでは、シールド ルームの性能を判断するのに十分な情報は得られません。
したがって、購入者は調達および受け入れの際に、見積もられたシールド効果に関連するテスト条件を明確に定義するようメーカーに依頼する必要があります。
シールド効果テストはトラブルシューティングにも役立ちます
テストは新しい部屋が完成したときだけではありません。
また、シールド施設の耐用年数中の性能の変化を診断するのにも役立ちます。
部屋が以前はシールド要件を満たしていたが、その後パフォーマンスが低下した場合、新しい測定は、問題がシールド ドア、接触面、接合部の損傷、ケーブル インターフェイスの変更、または施設へのその他の変更に関連しているかどうかを判断するのに役立ちます。
これにより、シールド性能がテスト精度に直接関係する施設では、定期検査が特に役立ちます。
シールドテスト要件には何を含めるべきですか?
シールドルームを製造する前に、購入者と製造者は基本的なテスト要件に同意する必要があります。
これらには通常、必要なシールド効果、周波数範囲、適用可能なテスト方法、測定条件、および合格基準が含まれます。
実際のアプリケーションについても考慮する必要があります。
一般的な実験室で使用する EMI シールド ルームには、EMC 試験用に設計された施設や部分放電試験ホールとは異なる要件がある場合があります。
したがって、テスト仕様は、一般的なシールド ルーム仕様からコピーするのではなく、部屋の使用目的に関連付けられる必要があります。{0}}
最終テストではシールド システム全体を測定します
最も重要な点は、シールド効果試験で部屋が完全な電磁エンクロージャとして評価されることです。
壁の材質は基礎となりますが、最終的な結果はシールド境界のあらゆる部分の影響を受けます。
ドア、ジョイント、ケーブルの差込口、フィルター、換気構造、設置の仕上がりはすべて測定に影響を与える可能性があります。
このため、優れた遮蔽プロジェクトは、部屋を組み立てただけで終了するわけではありません。完成したエンクロージャはプロジェクトの要件に照らしてテストする必要があり、施設が通常の運用に入る前に弱点を特定して修正する必要があります。
EMC 研究所や工業用試験施設にとって、この最終検証は、目視検査ではできないもの、つまり、シールド ルームが指定された周波数範囲にわたって必要な電磁減衰を提供しているという測定可能な証拠を提供します。
